遠傳智能水表應用選型分析

摘要：隨著智能水表技術(shù)日益成熟，普及應用速度越來越快，品牌和型號多種多樣，怎樣選擇合適的品牌和型號，成為水務企業(yè)面臨的突出問題。本文以徐州首創(chuàng)水務公司使用的智能水表，以遠傳、集抄應用為主要方向，進行分析。對目前遠傳表市場上技術(shù)成熟，性能穩(wěn)定，服務、承諾好，有較長應用時間和應用量較大的遠傳水表，選擇遠傳系統(tǒng)、計數(shù)和讀數(shù)方式等技術(shù)、性能進行分析比較。品牌有A、B、C、D等。關(guān)鍵詞：智能水表；應用；發(fā)展趨勢一、遠傳水表技術(shù)發(fā)展和應用狀況（一）遠傳水表發(fā)展歷程。中國遠傳水表大體分為脈沖式、直讀式兩大類，由于沒有現(xiàn)成的技術(shù)可以借鑒，前兩種方式的遠傳水表在各自的發(fā)展歷程中，經(jīng)歷了很多曲折與艱辛。2003年后，直讀式遠傳水表以其自身理論上的優(yōu)越性在市場上熱炒，并直逼脈沖式，使本來還不太穩(wěn)定的脈沖式遠傳水表“雪上加霜”。2008年，代表當今遠傳水表數(shù)據(jù)采集最先進技術(shù)的色碼直讀式水表問世，使原本脈沖式、直讀式競爭激烈的市場逐漸趨于平靜，有力證明新的、實用的和性能穩(wěn)定的遠傳水表數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟。（二）脈沖式遠傳水表的技術(shù)現(xiàn)狀及應用情況1、脈沖式遠傳水表的技術(shù)現(xiàn)狀。中國遠傳水表的誕生在大約二十年前，其中“水表遠傳流量計”（專利號：89205961.3）是一九八七年開始研制的。之后，光電的、霍爾的、單干簧管的陸續(xù)產(chǎn)生并得到一定應用。因為當初住宅自動抄表還沒有市場，這些技術(shù)的應用也僅僅是少量的和局部的。脈沖式遠傳水表在1998年研發(fā)成功的自保持開關(guān)技術(shù)（專利號：99219172.6）。由于采用了雙感應頭、自保持開關(guān)技術(shù)，使開關(guān)信號準確率達到了百分之百。又由于該技術(shù)采用了水表玻璃之上的結(jié)構(gòu)方式，成功的解決了防磁干擾的問題。之后，這種產(chǎn)品被設計成了傳感貼片的形式，使全國乃至全世界的普通水表都可以方便地安裝組合，成了一種“一分鐘即可使您的普通水表變成遠傳水表”的通用產(chǎn)品。這種自保持開關(guān)傳感器產(chǎn)品已推廣應用達100萬只以上，其中僅北京市就達19.4萬只。持續(xù)六年的規(guī)?；瘧?，已充分證明了自保持開關(guān)遠傳技術(shù)在準確性、可靠性、穩(wěn)定性方面，已完全達到了自動抄表系統(tǒng)的遠傳技術(shù)要求。在一些水壓不穩(wěn)定的特殊場合，有時存在水表倒轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，這也是造成誤差的原因之一。2005年，一種可測倒流的具有自保持開關(guān)功能的遠傳技術(shù)試驗成功（專利號：200520122407），這一技術(shù)徹底解決了因水表倒轉(zhuǎn)造成的讀數(shù)誤差，已得到了廣泛地應用。2、脈沖式遠傳水表的工作原理。脈沖式水表通過脈沖傳感器收集計算水表運轉(zhuǎn)和數(shù)據(jù)信息，脈沖傳感器可分為：干簧管型、霍爾元件型和光電轉(zhuǎn)換型。（1）霍爾元件型基本原理是在普通轉(zhuǎn)盤計數(shù)的水表（或天燃氣表）中加裝霍爾元件和磁鐵，即可構(gòu)成基于磁電轉(zhuǎn)換技術(shù)的傳感器。霍爾元件固定安裝在計數(shù)轉(zhuǎn)盤附近，永磁鐵安裝在計數(shù)盤位上，當轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈，永磁鐵經(jīng)過霍爾元件一次即在信號端產(chǎn)生一個計量脈沖。（2）干簧管型基本原理是：在普通轉(zhuǎn)盤計數(shù)的水表（或電、天燃氣表）中加裝干簧管和磁鐵，干簧管固定安裝在計數(shù)轉(zhuǎn)盤附近，永磁鐵安裝在計數(shù)盤位上，當轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈，永磁鐵經(jīng)過干簧管一次即在信號端產(chǎn)生一個計量脈沖。（3）光電轉(zhuǎn)換型基本原理是：在表的轉(zhuǎn)盤處裝一個光電轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)盤上有一條槽，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)一圈時，溝槽經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換器，完成一次光電轉(zhuǎn)換，輸出一個脈沖。脈沖數(shù)量的準確度將決定遠程計量系統(tǒng)的準確度。從目前實際施工完工的情況來看，遠傳氣表、電表的脈沖準確度較高，水表的情況不盡如人意。至此，在中國，脈沖式遠傳水表的研發(fā)歷經(jīng)二十年，以準確、可靠、穩(wěn)定、通用而告一段落，脈沖式傳感技術(shù)不過關(guān)的時代宣告結(jié)束。但是，目前還要解決電源長期使用的問題。（三）直讀式遠傳水表的技術(shù)現(xiàn)狀及應用情況。直讀式遠傳水表的概念大約產(chǎn)生于2001年前后，最初是以電阻觸點式和光電式為最多，但由于工藝要求高，制作難度大，到2003年為止，基本上沒有成功的產(chǎn)品進入規(guī)?；瘧?。之后又產(chǎn)生了兩種新的直讀式遠傳水表，即攝像直讀式和計數(shù)直讀式。1、光電直讀式遠傳水表分類和工作原理。光電直讀式遠傳水表分為光電對射式和光電反射式兩種。光電對射式直讀表原理：利用光電轉(zhuǎn)換原理，字輪上開長度不同的槽可以透光，字輪一側(cè)安裝光信號發(fā)射和接收管，每個字輪安裝五組這樣的光信號器件，隨著字輪轉(zhuǎn)動，槽的位置也相應變化，則會有數(shù)目和位置不同的光信號器件接收到發(fā)射管發(fā)射的信號，遇到槽的位置，發(fā)射管的信號透過槽孔，不會被同側(cè)接收管收到，五組這樣的器件一起工作，可產(chǎn)生五位二進制碼，每個編碼代表一個字輪位置，由此可以“譯碼”出字輪讀數(shù)。2、觸點直讀式遠傳水表工作原理。觸點直讀式遠傳水表前期的此類產(chǎn)品多為電阻或電位器式，其原理是：在字輪上安裝微型電刷，在與之相對應的位置安裝電阻或電位器片，通過測量不同的阻值來判斷字輪的數(shù)字位置，這類產(chǎn)品研發(fā)者的出發(fā)點往往是想在濕式水表的應用上得到突破，但都沒有成功。最近有一種觸點直讀式遠傳水表正在進入試驗階段，它的核心部分借用了飛機油表的傳感原理，不僅傳感部件精密度高，而且整個觸點部分密封在油體之中，如果各項要求嚴格達到飛機油表的條件，相信這一技術(shù)定會獲得成功，必將在直讀式濕式遠傳水表的產(chǎn)品上取得突破性進展。3、攝像直讀式遠傳水表工作原理。直讀式遠傳水表其原理是在水表機械字輪顯示窗前安裝一只攝像頭，將拍到的數(shù)字圖像傳出，然后將圖像字形譯成數(shù)碼，供微機存儲處理。這種產(chǎn)品最早是由北京北保電器公司2003年研發(fā)的，由于圖像傳輸和數(shù)字譯碼方面不太成熟，導致產(chǎn)品沒有普及推廣。第二代產(chǎn)品由南京三源公司2007年研制，由于成功解決了圖像處理、圖像傳輸和譯碼傳輸?shù)燃夹g(shù)難題，使該項技術(shù)取得了突破性進展，目前，該產(chǎn)品已投入小批量生產(chǎn)，并在北京投入現(xiàn)場試用，能否成功還有待于應用時間和應用數(shù)量的考驗。4、計數(shù)直讀式遠傳水表工作原理。計數(shù)直讀式遠傳水表計數(shù)直讀式遠傳水表是將采集開關(guān)（脈沖）信號的芯片裝在每只水表上，通過電池保持其工作。將從自保持開關(guān)感應器采集的計數(shù)信號記錄和儲存在芯片中，從該芯片讀出的數(shù)據(jù)就是表盤同步數(shù)據(jù)。這一產(chǎn)品采用了目前已經(jīng)非常成熟的自保持開關(guān)傳感技術(shù)、智能存儲芯片技術(shù)和標準通訊技術(shù)，它的整個生產(chǎn)過程無需要求“嚴格和精密”，任何干式、濕式、冷、熱、大小水表都可以任意組合而成，是目前直讀式遠傳水表中規(guī)格最全、應用最多、工藝最為簡單的一種方式。目前，這種水表已有4年多的應用經(jīng)歷。缺點是它仍然采用電池維持其工作，六到八年之后，電池需周期性更換。5、色碼直讀式遠傳水表工作原理。色碼直讀是根據(jù)三基色原理，在水表的字輪上采用特殊工藝按一定規(guī)律印上0到9的彩色數(shù)字，然后通過類似光電攝像的技術(shù)，對水表字輪進行非接觸的拍照讀取，經(jīng)水表內(nèi)置的微電腦芯片處理后，獲得水表字輪轉(zhuǎn)動的精確位置。二、徐州首創(chuàng)水務遠傳水表應用情況分析徐州首創(chuàng)水務公司自2005年開始試用遠傳水表，當時是和江陰A合作，水表為脈沖式，安裝在一單位宿舍，通過GPRS傳輸水表信息，在公司接收水表運轉(zhuǎn)信息（主要是水表指數(shù)），共100余戶，從試用情況看，A水表的電子部分和數(shù)字讀取技術(shù)不是目前技術(shù)最好的，但水表的機械部分運行比較穩(wěn)定。由于當時沒有重視數(shù)據(jù)收集和經(jīng)驗積累等工作，沒有留下有價值的資料。2005年前，公司下屬計量公司曾經(jīng)組裝過遠傳水表，由于當時計量技術(shù)（脈沖式）和安裝工藝等問題，項目中途停止。2009年批量使用杭州B遠傳集中采集式水表，由于試用和使用的遠傳水表不是一家，產(chǎn)品技術(shù)、安裝方式、管理方法、配套軟件和維護工作都不一樣，所以，杭州B遠傳水表的應用是沒經(jīng)過試用，直接進入規(guī)模應用的產(chǎn)品。目前安裝在君悅園、楓林綠洲等小區(qū)，共塊。從應用看，遠傳水表解決了小高層、高層樓房管道井或分層嵌入式安裝水表的抄表問題，提高了抄表工作效率，避免了人工抄讀的差錯等問題，但也存在一些不完善的、有問題的方面。（一）徐州首創(chuàng)水務遠傳水表應用取得的經(jīng)驗徐州首創(chuàng)水務目前使用杭州水表廠生產(chǎn)的B牌遠傳水表，經(jīng)過半年的應用，取得一些經(jīng)驗，從水表安裝、信息輸入、調(diào)試到正式運行，對每個工作環(huán)節(jié)進行全面分析和總結(jié)，主要有以下幾個方面：1、安裝●由于B遠傳水表的防水級別較低，不能用于地面集中式安裝；●在管道井安裝時應避免貼底安裝，防止水表受潮、進水；●信號連接線應有專用管道保護，避免誤碰或人為損壞；●水表和主線連接時接頭要密實、牢固，以免影響信號傳輸；●信號連接主線和遠傳水表應遠離供熱管道；2、信息輸入●水表身份信息一般在安裝后輸入，如果有條件可以在安裝的同時輸入，安裝時直接連接信號主線；●可以根據(jù)每塊水表的編號在安裝完成后集中輸入水表身份信息。3、調(diào)試●由水表生產(chǎn)廠家委派專人協(xié)助提供技術(shù)支持；●逐步培養(yǎng)本單位的調(diào)試、維修維護人員，以利于問題分析和處理；●由水表生產(chǎn)廠家提供水表調(diào)試和運轉(zhuǎn)使用資料，培訓本單位相關(guān)員工。4、運行●每次數(shù)據(jù)采集時應選在用戶用水低谷時，能保證數(shù)據(jù)準確；●遠傳抄表系統(tǒng)服務器應設在水務公司，保證數(shù)據(jù)采集及時、運行安全；●專人負責，專機操作嚴防計算機病毒入侵。（二）徐州首創(chuàng)水務遠傳水表應用存在的問題。雖然遠傳水表在徐州首創(chuàng)水務應用，促進抄表技術(shù)發(fā)展，提高了抄表工作效率，取得了成績，但也存在一些問題。1、遠傳水表的軟件方面●遠傳水表采集數(shù)據(jù)時速度過慢，采集器型號版本較舊；●采集器界面顯示信息不全面，水表識別碼（戶號）目前還不能作為用戶身份識別碼；●個別廠家的遠傳抄表數(shù)據(jù)不能導入營收系統(tǒng)，還要轉(zhuǎn)換為人工錄入信息，遠傳抄表系統(tǒng)軟件還需要完善統(tǒng)計分析功能等；2、遠傳水表的制造方面●個別遠傳水表制造工藝一般，防水防潮級別較低；●水表信號連接線和信號主線為普通連接，未用專用插頭連接，影響信號傳輸；●數(shù)據(jù)采集時所需電源最好能和汽車電源匹配或聯(lián)接，目前所用的電瓶太重，使用不方便等。3、徐州首創(chuàng)水務遠傳水表應用的建議。遠傳水表應用要考慮目前管理狀況、和抄收系統(tǒng)聯(lián)接接口、地區(qū)冰凍等情況綜合考慮，確定水表型號和品牌；同時，還要考慮供貨商的信譽、生產(chǎn)周期、產(chǎn)品技術(shù)更新等內(nèi)容。所以，在應用時應選擇3家以上的供貨單位，同時使用，互為補充和替代，而且有利于供貨單位做到質(zhì)量最好，價格最低。積極開發(fā)適合本單位的遠傳水表軟件，安裝在遠傳水表上，不受供貨單位的制約（生產(chǎn)廠家都可以遠程控制遠傳水表），使抄收系統(tǒng)和遠傳水表系統(tǒng)統(tǒng)一。應用時應注意的問題：（1）遠傳水表數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)錄入問題。（2）地區(qū)使用環(huán)境（3）遠傳水表的防水性能（4）引入競爭機制（5）委托遠傳水表生產(chǎn)廠家培訓本單位的維修人員三、使用遠傳水表和人工抄表成本分析經(jīng)測算，徐州首創(chuàng)水務公司使用遠傳水表可以降低抄表等運行管理費用的35%左右，主要減少在人工錄入數(shù)據(jù)、6年內(nèi)水表的管理維護費用。同時可以減少因人工差錯和杜絕人情表現(xiàn)象的發(fā)生。當然，還要根據(jù)各地工資水平的不同而有測算異。四、遠傳水表應用需注意的問題（一）目前遠傳水表應用存在的問題：根據(jù)了解，目前遠傳水表大規(guī)模應用的很少，由于近幾年遠傳水水表計數(shù)、讀數(shù)技術(shù)發(fā)展較快，試用和應用階段管理工作不完善，使遠傳水表在規(guī)模應用的時候出現(xiàn)并存在如下問題：1、產(chǎn)品模式多，設計沒有統(tǒng)一：由于使用了幾代產(chǎn)品，有脈沖的也有直讀的，有帶和不帶電磁閥的，長度有195和165，密封防水級別不同的，供電方式和布線各有不同；早期產(chǎn)品技術(shù)和質(zhì)量有問題。2、施工安裝缺少規(guī)范：表箱浸水，電纜雜亂，老鼠對電纜破壞等；3、驗收不嚴格：水表串戶和線路串戶有發(fā)生；4、抄收不及時：數(shù)據(jù)卡故障，布線受牽制，時間得不到保證；五、遠傳水表應用產(chǎn)品性能對比和選型程序（一）遠傳水表及抄表系統(tǒng)的分類及比較。遠傳水表的分類：脈沖式遠傳水表，總線制遠傳水表?？偩€制遠傳水表的分類：有源總線制水表、光電直讀水表、攝像直讀水表光電直讀水表的分類：對射式、反射式1、遠傳水表分類比較（1）脈沖式遠傳水表原理：采用干簧管或霍爾元件作為傳感器。在某一進位齒輪下安裝一塊磁體，在磁體轉(zhuǎn)動形成的圓周位置下方或上方某處擺放傳感器，進位齒輪轉(zhuǎn)動時，磁體靠近傳感器時，使傳感器動作，遠離傳感器時，傳感器停止動作，以此形成開關(guān)脈沖信號，芯片靠計量脈沖信號確定用水量。（2）光電直讀表由于表內(nèi)集成了SOC（SystemOnChip片上系統(tǒng)），能自行判別表讀數(shù)，因此無論在讀表準確性還是實際運行，以及維修服務方面都具有明顯優(yōu)勢，光電直讀表中，透射式表對制造工藝要求較高，相應的成品率較低，直接影響產(chǎn)品成本。（二）遠傳水表應用產(chǎn)品性能方面分析。遠傳水表因其具有水表數(shù)據(jù)即時采集，可獲取完整的水量波動圖進行分析及降低人工抄表所帶來的人工成本的優(yōu)勢，已經(jīng)被眾多自來水公司認可。經(jīng)過近二十年的遠傳水表的發(fā)展歷史，遠傳水表種類百花齊放、品種繁多，其配套抄表系統(tǒng)也是多種多樣。在這種情況，如何選擇適合的抄表產(chǎn)品是能否充分發(fā)揮抄表系統(tǒng)優(yōu)勢的重要條件之一，同時抄表系統(tǒng)的使用也對其管理水平提出了高標準的要求，兩者結(jié)合才能使抄表系統(tǒng)更好的服務于自來水公司收費及水表的管理工作。1、系統(tǒng)計量準確可靠：遠傳水表是用于貿(mào)易結(jié)算的計量器具，計量準確是基本條件也是重要條件，抄表系統(tǒng)是在機械水表的基礎(chǔ)發(fā)展起來的，遠傳水表的機械部分與普通水表一樣，只是增加了機電轉(zhuǎn)換裝置。通過系統(tǒng)讀出的水表數(shù)據(jù)能否與機械部分讀數(shù)一致（或誤差在許可范圍內(nèi)）是選擇遠傳水表和系統(tǒng)的重要原則。2、系統(tǒng)配置靈活，易擴充：城市的人口數(shù)量是逐年增加，各個小區(qū)或住宅樓也是千差萬別，安裝水表和系統(tǒng)的時間也根據(jù)情況有所